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Python文本分析-主成分分析原理

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:主成分分析法是一种常见的数据特征抽取算法,能够把高维数据在失真最小的情况下转换为低维数据,提高运算速度。主成分分析法在实现把原n维特征空间转化到k维特征空间的过程中,是根据数据本身选择新的坐标轴,通过坐标系的转换来实现的。通过主成分分析,原始文本数据就由n维降到k维,即特征维度由原来的n维降到k维,实现关键特征抽取。因此,采用主成分分析法能够很好地抽取关键特征,减少数据维度,降低文本分析计算开销。

Python文本分析-主成分分析原理

主成分分析法(principal component analysis,PCA)是一种常见的数据特征抽取算法,能够把高维数据在失真最小的情况下转换为低维数据,提高运算速度。和奇异值分解算法类似,主成分分析也是把原始的n维特征空间转换到k维特征空间中,即在n维特征中抽取出k维特征作为新空间中的特征,达到特征缩减、维度降低的目的。

主成分分析法在实现把原n维特征空间转化到k维特征空间的过程中,是根据数据本身选择新的坐标轴,通过坐标系的转换来实现的。其中,第一个新坐标轴的选择是原始数据中方差最大的方向,第二个坐标轴的选择是其与第一个新坐标轴正交且方差最大的方向,以此类推,获得方差最大的n个新坐标轴。从这n个新坐标轴中可以发现,大部分方差都包含在前面k个坐标轴中,后面的n-k个坐标轴包含的方差几乎是0,因此我们选择这k个坐标轴作为新的坐标系,即可实现特征由原来的n维空间转换到k维空间中,实现特征抽取,降低特征维度。

在文本分析过程中,文本数据集的特征抽取过程如下:

(1)对文本数据进行预处理,包括分词、去掉停用词等。

(2)生成特征词典,特征词典的大小为n。(www.xing528.com)

(3)把文本数据集表示成文本-特征矩阵A,A的维度为m×n,即包含m篇文本文档,n个特征。特征值的计算可采用BOW或者TF-IDF实现。

(4)采用主成分分析法实现矩阵A的转换,即把原始维度为m×n的矩阵A转换到维度为m×k的矩阵B中,其中n≫k。

通过主成分分析,原始文本数据就由n维降到k维,即特征维度由原来的n维降到k维,实现关键特征抽取。

随着样本数据的增多,其包含的特征词典就会越来越大,生成的文本-特征矩阵维度高、计算量大。因此,采用主成分分析法能够很好地抽取关键特征,减少数据维度,降低文本分析计算开销。

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